LTL17KCBP5D Blaue LED Datenblatt - T-1 5mm Gehäuse - 3,2V 20mA - 680mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL17KCBP5D ist eine hocheffiziente Durchsteck-LED, die für Statusanzeigen und Beleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen konzipiert ist. Sie verfügt über ein weit verbreitetes T-1 (5mm) Gehäuse mit einer blauen Streulinse, die einen großen Betrachtungswinkel und eine gleichmäßige Lichtverteilung bietet. Das Bauteil ist mit InGaN-Technologie aufgebaut, um Licht mit einer dominanten blauen Wellenlänge von 470 nm zu emittieren.

1.1 Hauptmerkmale

• Geringer Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute.
• Konform mit RoHS und bleifreien Fertigungsstandards.
• Standard-T-1 (5mm) Bauform für einfache Integration in bestehende Designs.
• Blaue Streulinse für weitwinklige, weiche Lichtabgabe.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für verschiedene Bereiche, die zuverlässige und effiziente visuelle Anzeigen erfordern. Hauptanwendungsgebiete sind:

• Kommunikationsgeräte
• Computer-Peripherie und Hauptplatinen
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte
• Industrielle Steuerpulte und Maschinen

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der elektrischen, optischen und thermischen Parameter, die die Leistung der LED definieren.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 108 mW.
• Spitzen-Strom (I_F(PEAK)):100 mA für Impulse mit einem Tastverhältnis ≤ 1/10 und einer Breite ≤ 10µs.
• Dauer-Strom (I_F):Maximal 30 mA DC.
• Stromreduzierung:Lineare Reduzierung um 0,4 mA pro °C über einer Umgebungstemperatur (T_A) von 30°C.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-30°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 1,6mm vom LED-Körper.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur von 25°C gemessen und repräsentieren die typische Betriebsleistung.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von 310 mcd (min) bis 1500 mcd (max), mit einem typischen Wert von 680 mcd bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA. Ein Prüftoleranz von ±15% wird auf garantierte Werte angewendet.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):50 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (zentralen) Wertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):468 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Reicht von 460 nm bis 475 nm, mit einem typischen Wert von 470 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):22 nm, was die spektrale Reinheit des emittierten blauen Lichts angibt.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 2,7V (min) bis 3,6V (max), mit einem typischen Wert von 3,2V bei I_F= 20 mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrvorspannung ausgelegt.

3. Binning-System-Spezifikation

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern in Bins sortiert, um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Farb- und Helligkeitsanforderungen erfüllen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Das Binning wird bei einem Prüfstrom von 20 mA durchgeführt. Jeder Bin hat an seinen Grenzen eine Toleranz von ±15%.

• Bin KL:310 mcd (Min) bis 520 mcd (Max)
• Bin MN:520 mcd (Min) bis 880 mcd (Max)
• Bin PQ:880 mcd (Min) bis 1500 mcd (Max)

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Das Binning wird bei einem Prüfstrom von 20 mA durchgeführt.

• Bin B07:460,0 nm (Min) bis 465,0 nm (Max)
• Bin B08:465,0 nm (Min) bis 470,0 nm (Max)
• Bin B09:470,0 nm (Min) bis 475,0 nm (Max)

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, können typische Leistungstrends für solche LEDs basierend auf der Standard-Halbleiterphysik beschrieben werden.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die LED zeigt eine nichtlineare I-V-Charakteristik, die für eine Diode typisch ist. Die Durchlassspannung zeigt einen positiven Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie bei einer gegebenen Stromstärke mit steigender Sperrschichttemperatur leicht abnimmt.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtleistung ist im normalen Betriebsbereich (z.B. bis zu 30 mA) annähernd proportional zum Durchlassstrom. Das Überschreiten des maximalen Stroms führt zu einem überlinearen Effizienzabfall und potenziellen Schäden.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die Lichtstärke nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Der Reduktionsfaktor von 0,4 mA/°C über 30°C ist spezifiziert, um thermische Effekte zu managen und die Zuverlässigkeit durch Reduzierung des maximal zulässigen Stroms bei höheren Umgebungstemperaturen aufrechtzuerhalten.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED entspricht dem Standard-T-1 (5mm) Radial-Durchsteckgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (Zoll).
• Die allgemeine Toleranz beträgt ±0,25mm (.010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm (.04\").
• Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Der längere Anschluss bezeichnet typischerweise die Anode (Pluspol), während der kürzere Anschluss die Kathode (Minuspol) bezeichnet. Zusätzlich ist eine abgeflachte Stelle am Linsenflansch oft mit der Kathode ausgerichtet.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend, um Schäden zu vermeiden und langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

6.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss an einem Punkt durchgeführt werden, der mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Verwenden Sie nicht die Basis des Anschlussrahmens als Drehpunkt.
• Formen Sie die Anschlüsse vor dem Löten bei Raumtemperatur.
• Verwenden Sie während der Leiterplattenmontage minimale Klemmschubkraft, um mechanische Belastung zu vermeiden.

6.2 Lötbedingungen

Ein Mindestabstand von 3mm muss zwischen dem Lötpunkt und der Linsenbasis eingehalten werden. Ein Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden.

• Lötkolben:Temperatur: Max. 350°C. Zeit: Max. 3 Sekunden (nur einmal). Position: Nicht näher als 1,6mm von der Epoxid-Glaskörperbasis.
• Wellenlöten:Vorwärmen: Max. 100°C für max. 60 Sekunden. Lötwellen: Max. 260°C. Zeit: Max. 5 Sekunden. Eintauchposition: Nicht tiefer als 2mm von der Epoxid-Glaskörperbasis.
• Wichtig:IR-Reflow-Löten ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt nicht geeignet. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall führen.

6.3 Lagerung & Reinigung

• Lagerung:Empfohlene Umgebung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit. LEDs, die aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.
• Reinigung:Verwenden Sie bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• 1.000 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel.
• 10 Verpackungsbeutel pro Innenkarton (insgesamt 10.000 Stück).
• 8 Innenkartons pro Master-Außenkarton (insgesamt 80.000 Stück).
• In jeder Versandcharge darf nur die letzte Packung eine nicht volle Menge sein.

8. Anwendungsdesign-Empfehlungen

8.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Treiben mehrerer LEDs sicherzustellen, sollte ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mit jeder LED geschaltet werden (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten von LEDs (Schaltung B) wird aufgrund von Unterschieden in der individuellen Durchlassspannung (V_F) nicht empfohlen, was zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und Helligkeit führen kann.

8.2 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

Die LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Präventive Maßnahmen umfassen:

• Verwendung geerdeter Handgelenkbänder oder antistatischer Handschuhe.
• Sicherstellen, dass alle Geräte, Arbeitstische und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwendung von Ionisatoren, um statische Aufladung auf der Kunststofflinse zu neutralisieren.
• Aufrechterhaltung von ESD-Schulungen und Zertifizierungen für das Personal.

8.3 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Einhaltung der Spezifikation zur Stromreduzierung über 30°C Umgebungstemperatur entscheidend, um die Lichtleistung und die Lebensdauer des Bauteils aufrechtzuerhalten, insbesondere in geschlossenen oder hochtemperatur Umgebungen.

9. Technischer Vergleich & Überlegungen

Die LTL17KCBP5D bietet eine ausgewogene Kombination aus Helligkeit, Betrachtungswinkel und Zuverlässigkeit in einem allgegenwärtigen Gehäuse. Im Vergleich zu Varianten mit klarer Linse bietet die Streulinse einen breiteren und gleichmäßigeren Lichtkegel, ideal für Statusanzeigen, bei denen der Betrachtungswinkel nicht festgelegt ist. Ihre typische Durchlassspannung von 3,2V macht sie mit geeignetem Vorwiderstand kompatibel mit gängigen 3,3V- und 5V-Logikversorgungen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

10.1 Kann ich diese LED ohne einen strombegrenzenden Widerstand betreiben?

Nein. Das direkte Anschließen einer LED an eine Spannungsquelle wird dringend abgeraten, da dies einen unkontrollierten Stromfluss ermöglicht, der schnell den Maximalwert überschreiten und das Bauteil zerstören wird. Ein Vorwiderstand ist für den sicheren Betrieb an einer Konstantspannungsquelle zwingend erforderlich.

10.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die, kombiniert mit einem Referenzweißlicht, der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λ_dist relevanter für die Farbspezifikation in der menschlichen Wahrnehmung.

10.3 Wie interpretiere ich die Binning-Codes?

Der auf dem Verpackungsbeutel aufgedruckte Bin-Code (z.B. MN-B08) spezifiziert den Lichtstärkebereich (MN: 520-880 mcd) und den dominanten Wellenlängenbereich (B08: 465-470 nm) der enthaltenen LEDs. Die Auswahl eines spezifischen Bins gewährleistet Farb- und Helligkeitskonsistenz in Ihrer Anwendung.

11. Design-Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf einer Frontplatten-Statusanzeige für einen Netzwerkrouter, der von einer 5V-Schiene versorgt wird. Die Anzeige muss aus verschiedenen Blickwinkeln klar sichtbar sein.

• Bauteilauswahl:Die LTL17KCBP5D mit ihrem 50° Betrachtungswinkel und der Streulinse ist eine ausgezeichnete Wahl.
• Schaltungsdesign:Ziel I_F= 20 mA für typische Helligkeit. Unter Verwendung des typischen V_Fvon 3,2V, berechnen Sie den Vorwiderstand: R = (V_versorgung- V_F) / I_F= (5V - 3,2V) / 0,02A = 90Ω. Ein Standard-91Ω oder 100Ω Widerstand kann verwendet werden. Die Widerstandsbelastbarkeit: P = I²R = (0,02)²* 90 = 0,036W, daher ist ein Standard-1/8W oder 1/4W Widerstand ausreichend.
• Layout:Stellen Sie sicher, dass die LED mindestens 3mm von jedem Lötpunkt auf der Leiterplatte entfernt platziert ist. Befolgen Sie die Richtlinien zum Biegen der Anschlüsse, wenn der Leiterplattenlochabstand vom Anschlussabstand der LED abweicht.

12. Funktionsprinzip

Die LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Einschaltspannung der Diode überschreitet, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich (den Übergang) injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Das im aktiven Bereich verwendete spezifische Material (InGaN für diese blaue LED) bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts. Die diffuse Epoxidharzlinse verkapselt den Halbleiterchip, bietet mechanischen Schutz und formt das Lichtaustrittsmuster.

13. Technologietrends

Durchsteck-LEDs wie das T-1-Gehäuse bleiben weit verbreitet in Anwendungen, in denen manuelle Montage, Reparatur oder Prototyping üblich sind und wo hohe Zuverlässigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen geschätzt wird. Der Branchentrend konzentriert sich weiterhin auf die Verbesserung der Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt elektrischer Eingangsleistung), das Erreichen einer engeren Farbkonsistenz durch fortschrittliches Binning und die Verbesserung der Langzeitzuverlässigkeit unter verschiedenen thermischen und Umwelteinflüssen. Während oberflächenmontierbare (SMD) LEDs die Hochvolumen-Automatisierungsproduktion dominieren, behalten Durchsteck-Varianten eine starke Position in spezifischen Marktsegmenten, die ihre einzigartigen mechanischen und Montageeigenschaften erfordern.